JSSC 2011第2期Data Converters0.35μm

Dual Active-Capacitive-Feedback Compensation for Low-Power Large-Capacitive-Load

提出一种双主动电容反馈补偿方案，用于低功耗大电容负载的三级放大器。

0.35μm CMOS, 2.2pF补偿电容, 58度相位裕度, 300-800pF负载范围

三级放大器电容反馈补偿低功耗设计带宽扩展稳定性优化

▸双高速主动电容反馈路径：通过引入两条高速主动电容反馈路径（DACFC），有效将放大器的非主导复极点推至高频区域，从而在低功耗条件下实现带宽扩展。这一电路创新显著提升了增益带宽积（GBW），相比传统嵌套米勒补偿（NMC）方案，GBW与功耗比提高了66倍。

▸左半平面零点改善稳定性：通过设计两个左半平面（LHP）零点，优化了放大器的相位裕度（58°），放宽了稳定性条件。这一方法创新使得在300pF至800pF大容性负载变化范围内仍能保持鲁棒性，同时减少补偿电容需求（总补偿电容仅2.2pF）。

▸小补偿电容增强瞬态响应：采用微型补偿电容结合推挽式第二级和输出级结构，显著提升瞬态响应速度。这一系统创新使转换速率与功耗比（slew-rate-to-power）较NMC方案提升51倍，同时芯片面积减少33%。

▸低功耗与大容性负载兼容性：通过融合上述技术，提出了一种兼顾低功耗（驱动500pF//25kΩ负载）和大容性负载（300pF-800pF）的三级放大器架构，解决了传统方案在能效与负载能力间的矛盾，适用于片上LDO稳压器等SoC应用场景。

Abstract

and Hoi Lee , Senior Member , IEEE Abstract—A dual active-capacitive-feedback compensation (DACFC) scheme for low-power three-stage ampliﬁers with large capacitive loads is presented in this paper. Dual high-speed active-capacitive-feedback paths enable the non-dominant com- plex poles of the ampliﬁer to be located at high frequencies for bandwidth extension under low-power condition. The proposed DACFC ampliﬁer also consists of two left-half-plane (LHP) zeros that relax the stability criteria